EP0721940B1 - Verfahren zur Herstellung von Ajoen - Google Patents

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EP0721940B1
EP0721940B1 EP96100318A EP96100318A EP0721940B1 EP 0721940 B1 EP0721940 B1 EP 0721940B1 EP 96100318 A EP96100318 A EP 96100318A EP 96100318 A EP96100318 A EP 96100318A EP 0721940 B1 EP0721940 B1 EP 0721940B1
Authority
EP
European Patent Office
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allicin
cyclodextrin
ajoen
water
dried
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP96100318A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0721940A1 (de
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Günter Dressnandt
Heinz Rockinger
Helmut Dr. Prigge
Arno Dr. Treiber
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Consortium fuer Elektrochemische Industrie GmbH
Original Assignee
Consortium fuer Elektrochemische Industrie GmbH
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Publication date
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Publication of EP0721940B1 publication Critical patent/EP0721940B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C323/00—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups
    • C07C323/64—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and sulfur atoms, not being part of thio groups, bound to the same carbon skeleton
    • C07C323/65—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and sulfur atoms, not being part of thio groups, bound to the same carbon skeleton containing sulfur atoms of sulfone or sulfoxide groups bound to the carbon skeleton
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0009—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
    • C08B37/0012—Cyclodextrin [CD], e.g. cycle with 6 units (alpha), with 7 units (beta) and with 8 units (gamma), large-ring cyclodextrin or cycloamylose with 9 units or more; Derivatives thereof
    • C08B37/0015—Inclusion compounds, i.e. host-guest compounds, e.g. polyrotaxanes

Definitions

  • the invention relates to a method for producing Ajoen using cyclodextrin.
  • Garlic has been an important spice and for thousands of years Food is also one of the best known and most versatile Remedies in folk medicine of many peoples. Especially but it is still common today - lately more and more - as an effective remedy for a variety of diseases taken such as for various infectious diseases, with some metabolic disorders and in particular for cardiovascular diseases. Its healing effects have also been intense by the in recent decades driven pharmacological research confirmed.
  • DE-C-29 48 869 (corresponds to GB 2061987) an attempt was therefore made Allicin with exclusion of oxygen with cyclodextrins to complex to thereby include cyclodextrin inclusion complexes and get allicin that are more stable than that Allicin itself. Furthermore, DE-C-29 48 869 describes the use the cyclodextrin / allicin complexes as medicinal products described. As can be seen from the examples of the application, the stability of the complexes is higher than that Stability of allicin, but still too low for that they are suitable as long-term stable pharmaceutical preparations would be. In addition, for pharmaceutical applications, Active substances not in complex form are desirable.
  • Ajoen is very stable and therefore for standardisable Suitable preparations, but its extraction is a problem because it from Allicin only under time or costly conditions can be obtained in low yields.
  • the object of the present invention was to achieve an economical Processes for obtaining ajoes are available too provide, which avoids the disadvantages of the prior art.
  • the problem is solved by a method which thereby is characterized in that allicin in water and / or dissolved in a water-miscible solvent, with ⁇ -cyclodextrin, ⁇ -cyclodextrin, ⁇ -cyclodextrin or any Mixture of these cyclodextrins combined and processed into a water-containing composition, this composition is dried and the resulting Ajoen by decomplexing and extracting from the dried Composition is obtained.
  • the dried Product before decomplexing with an anhydrous organic Treated solvent Increased by this step the yield of ajoen significantly.
  • the method according to the invention makes it possible to pharmacologically highly effective substance Ajoen available in quantities to provide the production of an ajoene-containing standardizable Remedy possible.
  • allicin is not commercially available due to its instability it is preferably isolated from either garlic or by known methods, for example by Oxidation of the commercially available diallyl disulfide produced (Cavallito, C.J., Bailey, J.H., J. Am. Chem. Soc. 66, (1944), 1950-1951; Small, L.V.D., Bailey, J.H. Cavallito C. J., J. Am. Chem. Soc. 69, (1947), 1710 - 1713).
  • Suitable solvents for allicin are water and / or all water-miscible solvents, the use of which does not additionally jeopardize the low stability of allicin.
  • examples of such solvents are lower (C 1 to C 4 ) alkanols or ketones.
  • Water, ethanol or an ethanol / water mixture in a ratio of 1: 1 to 1:99 is preferably used as the solvent. Since the concentration of allicin in the solvent also has a strong influence on the stability of allicin, preference is given to working with highly dilute allicin solutions.
  • Allicin is particularly advantageous in the process according to the invention therefore as about 1% aqueous or aqueous / alcoholic solution used.
  • allicin is preferred at low temperatures about -30 ° C or lower long-term storage.
  • ⁇ -Cyclodextrin and / or ⁇ -cyclodextrin are preferably suitable used.
  • the cyclodextrins can be used as an aqueous solution, as a concentrated one Suspension or paste or used in powder form become.
  • aqueous solution they are preferably saturated Solution used.
  • Cyclodextrin and allicin are preferably in a molar ratio from 1: 2 to 1: 0.5, particularly preferably 1: 1.2 to 1: 0.8 mixed.
  • Mixing the cyclodextrin or the cyclodextrin solution or suspension or paste with the allicin solution is at 2-70 ° C, preferably at initial temperatures of 30-50 ° C and slow cooling to 2 to about 20 ° C in usually carried out, for example, by stirring.
  • the mixing is preferably carried out over a period of 1 up to 48 h, particularly preferably 2 to 4 h.
  • the mixing process can be done under normal conditions (air) or with exclusion of oxygen in the presence of an inert gas, for example Nitrogen. He usually is under normal conditions, i.e. in present carried out by air.
  • the homogeneous mixture obtained is as such after a any method commonly used in practice.
  • the mixture turns on at room temperature in air or under vacuum at 20 to 120 ° C, preferably at 30 up to 90 ° C or by freeze drying or by spray drying dried.
  • Suitable solvents in this regard are preferred anhydrous ethers, lower alkanols, ketones or chlorinated hydrocarbons.
  • Anhydrous is particularly suitable Diethyl ether.
  • the dry product with the solvent all at once or in 2 to 3 subsets 1:60 to 1: 3 for a total period of 60 to 300 preferably 90 to 180 min at room temperature (approx. 20 ° C) or mixed by boiling under reflux conditions and then after removal of the solvent (e.g. in a rotary evaporator dried under vacuum) in a manner known per se. Drying can be done in a vacuum drying cabinet, for example at 30 to 120 ° C.
  • the complex formed in 2 isomeric forms (cis, trans) Ajoen is made from the dry product by conventional decomplexing methods extracted and for example with the help of a suitable solvent isolated.
  • All decomplexation methods are based on solving or Suspend the complexes in plenty of water and extract the enclosed guest substance from the aqueous phase using a non-polar solvent and recovery from the extract.
  • the extraction of the ajoen from the ajoene / cyclodextrin complex thus takes place according to the invention by decomplexing with mixtures from water and at least one non-polar organic Solvent, the separation of the organic and the aqueous phase, and the extraction of the ajoene from the organic Phase, for example by means of drying.
  • Suitable organic solvents for Ajoen are all known Solvents for ajoens such as ethers or chlorinated hydrocarbons. Diethyl ether is particularly suitable and petroleum ether.
  • the resultant is obtained dried organic phase using known methods.
  • the ajoen can then, if desired, by known Processes such as further purified by preparative HPLC become.
  • the degree of conversion of allicin to ajoene in the presence of Cyclodextrins is dependent on both the one used Cyclodextrin as well as the complexing and post-treatment conditions. It is among the preferred ones mentioned Conditions and especially when treating the cyclodextrin complex with an anhydrous organic solvent, preferably an ether, highest.
  • the in the inventive method by converting the Allicin's formed ajoens can be both complex and Cyclodextrin / Ajoen complex used in pure form as well become.
  • the cyclodextrin / ajoene complexes or the ajoene produced according to the invention mainly comes the pharmaceutical sector in question. There it can be seen as stable and therefore standardizable preparation especially against cardiovascular complaints such as. Arteriosclerosis, signs of thrombosis, high blood pressure etc. as well as against various bacterial infections and as a cure for some Use organ and metabolic disorders.
  • the allicin used in the examples was according to the Cavallito (Cavallito, C.J., Bailey, J.H., J. Am. Chem. Soc. 66, (1944), 1950 - 1951) described method from fresh Garlic isolated.
  • This intermediate was dissolved in 3000 ml of water for 5 hours with vigorous stirring. The slightly cloudy solution was then extracted three times with 500 ml of diethyl ether each time. The combined ether extract was dehydrated by freezing (CO 2 / acetone bath) and then concentrated in a rotary evaporator under vacuum to remove the ether.
  • the residue of 0.45 g obtained in this way contains, according to 1 H-NMR analysis, 30.5% ajoen based on the allicin used (approx. 0.156 g) (10.3% shares in cis-ajoen, 20, 2% shares of trans-Ajoen).
  • the ajoene was obtained from the complex by solving the product thus obtained in 3000 ml of water (5 hours intensive Stirring) and subsequent extraction etc. as in example 1 described.
  • the residue of the ether extracts collected was 0.42 g.
  • the Ajoen yield was 49.5% based on the one used Allicin (approx. 0.34 g). It consisted of 37.1% cis and 12.4% trans ajoen.
  • the extraction residue of 0.8 g contained 37.4% ajoene, consisting of 14.2% cis-Ajoen and 23.2% trans-Ajoen on the amount of allicin used.
  • Decomplexing was carried out as follows: the freeze-dried one Powder (9.5 g) was washed with 600 ml of water had been slightly acidified with HCl (pH 2-3), 1.5 hours below Reflux cooked. The solution obtained was three times with each Shaken out 200 ml ether. The combined ether extract was dehydrated by freezing and concentrated in vacuo.
  • the freeze-dried powder was three times each with 30 min 150 ml of diethyl ether shaken and then in a vacuum drying cabinet dried.
  • Example 2 The ajoene was then made from this dry powder as in Example 1 described extracted by decomplexing. in the extraction residue of 0.9 g obtained was 0.457 g Ajoen determined. This corresponds to an Ajoen yield of 45.7%.
  • a culture medium solution (LB medium) were first poured out onto a sterile petri dish with a diameter of 10 cm. After the approx. 1 cm thick layer had solidified, an approx. 1 mm thick bacterial culture (Bacillus subtilis) was layered over it (solution a + b) and then a filter plate (approx. 10 mm diameter) soaked with 40 ⁇ l of the substance to be examined ) with sterile forceps. The solution was allowed to act on the bacterial layer in the refrigerator (5 ° C.) for about 2 hours and then incubated at 28 ° C. for about 16 hours. The zone of inhibition formed around the filter plate was measured (diameter or width) and photographed.
  • LB medium culture medium solution
  • Solution a nutrient solution (LB liquid) 10 g trypton 5 g yeast extract 5 g NaCl were made up with water and sterilized 1 l
  • Solution b LB soft agar 5 g tryptone 2.5 g yeast extract 2.5 g NaCl 3.0 g agar were made up with water and sterilized 1 l
  • the filter paper plates were also 20 minutes at 120 ° C. sterilized.
  • Bacillus subtilis culture solution 1 ml of Bacillus subtilis culture solution is placed in an Erlenmeyer flask pipetted with 10 ml nutrient solution (solution a) and culture overnight at 37 ° C and 260 rpm in a water bath vibrator grown.
  • the inhibition yard images shown in Fig. 1 show that at Active substance concentrations equal to 800 ⁇ g / ml with Ajoen good antibacterial inhibitory effects can be achieved as with Allicin, while when using diallyl disulfide, the Main component of "garlic oil", no effect at all is achieved.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ajoen unter Verwendung von Cyclodextrin.
Knoblauch ist seit Jahrtausenden ein wichtiges Gewürz und Nahrungsmittel aber auch eines der bekanntesten und vielseitigsten Heilmittel in der Volksmedizin vieler Völker. Besonders häufig wird er aber auch heute noch - in letzter Zeit immer mehr - als wirksames Mittel bei einer Vielzahl von Erkrankungen eingenommen wie z.B. bei verschiedenen Infektionskrankheiten, bei einigen Stoffwechselstörungen und insbesondere bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Seine Heilwirkungen wurden auch von der in den letzten Jahrzehnten intensiv betriebenen pharmakologischen Forschung bestätigt.
Aus der Chemie und Pharmakologie des Knoblauchs ist bekannt, daß der wichtigste Inhaltsstoff die Muttersubstanz Alliin [(+)-S-Allyl-L-Cysteinsulfoxid] selbst keine pharmakologische Wirksamkeit aufweist. Ferner ist bekannt, daß von den Folgeprodukten, die durch enzymatischen Abbau beim Zerkleinern des Knoblauchs entstehen, nur Allicin (Allyl-2-propenthiosulfinat) und von den Folgeprodukten die durch Umwandlung des Allicins in schwefelorganische Verbindungen entstehen nur Ajoen (4,5,9-Trithiadodeca-1,6,11-trien-9-oxid) und z.T. auch das in geringen Mengen entstehende Vinyldithiin eine hohe pharmakologische Wirksamkeit besitzen.
Alle anderen Folgeprodukte zeigen keine therapeutische Wirksamkeit.
Somit sind nach jetzigem Wissensstand Allicin und Ajoen und z.T. auch Dithiin die mit Abstand therapeutisch wichtigsten Wirksubstanzen des Knoblauchs.
Trotz ihrer nachgewiesenen therapeutischen Wirksamkeit haben diese Substanzen bisher aus folgenden Gründen keine Verwendung als standardisierte Therapiemittel gefunden:
Das durch Isolation aus Knoblauch oder durch Synthese leicht zugängliche Allicin ist sehr instabil und wandelt sich leicht und schnell in meist unwirksame Folgeprodukte wie Diallyldisulfid und Polysulfide um.
In DE-C-29 48 869 (entspricht GB 2061987) wurde deshalb versucht, Allicin unter Sauerstoffausschluß mit Cyclodextrinen zu komplexieren, um dadurch Einschlußkomplexe von Cyclodextrin und Allicin zu erhalten, die stabiler sind als das Allicin selbst. Ferner wird in DE-C-29 48 869 die Verwendung der Cyclodextrin/Allicin-Komplexe als Arzneimittelpräparate beschrieben. Wie aus den Beispielen der Anmeldung ersichtlich, ist die Stabilität der Komplexe zwar höher als die Stabilität des Allicins, aber immer noch zu niedrig als daß sie als längerfristig stabile Arzneimittelpräparate geeignet wären. Zudem sind für pharmazeutische Anwendungen reine, nicht in Komplexform vorliegende Wirkstoffe wünschenswert.
Bisher konnte kein längerfristig stabiles und somit standardisierbares Allicin-Präparat hergestellt werden.
Ajoen ist zwar sehr stabil und daher für standardisierbare Präparate geeignet, doch ist seine Gewinnung ein Problem, da es aus Allicin nur unter zeit- oder kostenaufwendigen Bedingungen in geringen Ausbeuten gewonnen werden kann.
Die Herstellung von Ajoen ist beispielsweise aus US-A-4,665,088, EP-A-0 185324 oder US-A-4,643,994 bekannt. Alle bekannten Verfahren beruhen im Prinzip auf der partiellen Umwandlung von Allicin zu Ajoen in organischen Lösungsmitteln und der anschließenden Extraktion und Isolation dieser Wirksubstanz aus der Vielzahl der erhaltenen Folgeprodukte. Nachteiligerweise besitzen all diese Umwandlungsverfahren nur eine geringe Selektivität für Ajoen und die Ausbeute an Ajoen ist sehr gering.
Chemical Abstracts, vol. 122, no. 18, abs. no. 109202f, 1995 offenbart, daß das Öl des Knoblauchs mit β-Cyclodextrin komplexiert, und dadurch Einschlußkomplexe mit β-Cyclodextrin entstehen. Aus Planta Medica, Bd 56, Seiten 202-211, 1990 ist bekannt, daß das Ajoen in dem Öl des Knoblauchs beinhaltet wird [siehe Abbildung 9].
Bisher ist ein wirtschafliches Verfahren zur Gewinnung von Ajoen nicht bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein wirtschaftliches Verfahren zur Gewinnung von Ajoen zur Verfügung zu stellen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß Allicin ggf. in Wasser und/oder einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel gelöst, mit α-Cyclodextrin, β-Cyclodextrin, γ-Cyclodextrin oder einer beliebigen Mischung dieser Cyclodextrine zusammengegeben und zu einer wasserhaltigen Zusammensetzung verarbeitet wird, diese Zusammensetzung getrocknet wird und das entstandene Ajoen durch Dekomplexieren und Extraktion aus der getrockneten Zusammensetzung erhalten wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das getrocknete Produkt vor dem Dekomplexieren mit einem wasserfreien organischen Lösungsmittel behandelt. Durch diesen Schritt erhöht sich die Ausbeute an Ajoen erheblich.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die pharmakologisch hochwirksame Substanz Ajoen in Mengen zur Verfügung zu stellen, welche die Herstellung eines ajoenhaltigen standardisierbaren Heilmittels möglich macht.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber bekannten Methoden zur Herstellung von Ajoen sind die wesentlich höhere Ausbeute, die gute Reproduzierbarkeit und die leichte technische Durchführbarkeit des Verfahrens.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wegen der bekannten Instabilität des Allicins vorzugsweise eine frische wäßrige Lösung von Allicin verwendet.
Da Allicin wegen seiner Instabilität im Handel nicht erhältlich ist, wird es vorzugsweise entweder aus Knoblauch isoliert oder durch bekannte Verfahren beispielsweise durch Oxidation des käuflich erhältlichen Diallyldisulfids hergestellt (Cavallito, C.J., Bailey, J. H., J. Am. Chem. Soc. 66, (1944), 1950 - 1951; Small, L. V. D., Bailey, J. H. Cavallito C. J., J. Am. Chem. Soc. 69, (1947), 1710 - 1713).
Zur Verbesserung der Stabilität des Allicins ist es vorteilhaft, das Allicin im erfindungsgemäßen Verfahren in einem geeigneten Lösungsmittel verdünnt einzusetzen.
Als Lösungsmittel für Allicin sind Wasser und/oder alle wassermischbaren Lösungsmittel geeignet, durch deren Einsatz die geringe Stabilität des Allicins nicht zusätzlich gefährdet wird. Beispiele für solche Lösungsmittel sind niedere (C1 bis C4) Alkanole oder Ketone. Vorzugsweise wird Wasser, Ethanol oder ein Ethanol/Wasser-Gemisch im Verhältnis 1:1 bis 1:99 als Lösungsmittel verwendet. Da auch die Konzentration des Allicins im Lösungsmittel die Stabilität des Allicins stark beeinflußt, wird bevorzugt mit stark verdünnten Allicin-Lösungen gearbeitet.
Besonders vorteilhaft wird Allicin im erfindungsgemäßen Verfahren deshalb als etwa 1% ige wäßrige oder wäßrig/alkoholische Lösung eingesetzt.
In dieser Form ist Allicin bei tiefen Temperaturen von vorzugsweise etwa -30°C oder tiefer längerfristig lagerfähig.
Im erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich α-, β- oder γ-Cyclodextrin einzeln oder in beliebigen Mischungen einsetzen.
Bevorzugt geeignet werden β-Cyclodextrin und/oder γ-cyclodextrin eingesetzt.
Die Cyclodextrine können als wäßrige Lösung, als konzentrierte Suspension bzw. Paste oder in Pulverform eingesetzt werden. Als wäßrige Lösung werden sie vorzugsweise als gesättigte Lösung eingesetzt.
Cyclodextrin und Allicin werden vorzugsweise in einem Molverhältnis von 1:2 bis 1:0,5 besonders bevorzugt 1:1,2 bis 1:0,8 vermischt.
Das Vermischen des Cyclodextrins bzw. der Cyclodextrin-Lösung oder -Suspension bzw. -Paste mit der Allicinlösung wird bei 2-70°C, bevorzugt bei Anfangstemperaturen von 30-50°C und einer langsamen Abkühlung auf 2 bis etwa 20°C in üblicher Weise beispielsweise mittels Rühren durchgeführt.
Das Mischen erfolgt vorzugsweise über einen Zeitraum von 1 bis 48 h, besonders bevorzugt 2 bis 4 h.
Der Mischvorgang kann unter normalen Bedingungen (Luft) oder unter Sauerstoffauschluß in Gegenwart eines Inertgases beispielsweise Stickstoff durchgeführt werden. Er wird üblicherweise unter normalen Bedingungen, d.h. in Gegenwart von Luft durchgeführt.
Die erhaltene homogene Mischung wird als solche nach einer beliebigen in der Praxis gängigen Methode getrocknet. Beispielsweise wird die Mischung bei Raumtemperatur an der Luft oder unter Vakuum bei 20 bis 120°C bevorzugt bei 30 bis 90°C oder durch Gefriertrocknung oder durch Sprühtrocknung getrocknet.
Zur Erhöhung der Ausbeute an Ajoen ist es vorteilhaft, das erhaltene Trockenprodukt mit einem wasserfreien organischen Lösungsmittel zu behandeln.
Diesbezüglich geeignete Lösungsmittel sind vorzugsweise wasserfreie Ether, niedere Alkanole, Ketone oder Chlorkohlenwasserstoffe. Besonders geeignet ist wasserfreier Diethylether.
Vorzugsweise wird das Trockenprodukt mit dem Lösungsmittel auf einmal oder in 2 bis 3 Teilmengen im Gesamtverhältnis 1:60 bis 1:3 für einen Gesamtzeitraum von 60 bis 300 vorzugsweise 90 bis 180 min bei Raumtemperatur (ca. 20°C) oder durch Kochen unter Rückflußbedingungen vermischt und anschließend nach Abzug des Lösungsmittels (z.B. im Rotationsverdampfer unter Vakuum) in an sich bekannter Weise getrocknet. Die Trocknung kann beispielsweise im Vakuumtrockenschrank bei 30 bis 120°C erfolgen.
Das in 2 isomeren Formen (cis, trans) im Komplex gebildete Ajoen wird aus dem Trockenprodukt durch übliche Dekomplexierungsmethoden extrahiert und beispielsweise mit Hilfe eines geeigneten Lösungsmittels isoliert.
Anschließend kann es mittels an sich bekannter Trennverfahren, beispielsweise einem geeigneten chromatographischen Trennverfahren weiter aufgereinigt werden.
Alle Dekomplexierungsmethoden beruhen auf dem Lösen bzw. Suspendieren der Komplexe in viel Wasser und der Extraktion der eingeschlossenen Gastsubstanz aus der wäßrigen Phase mittels eines unpolaren Lösungsmittels sowie der Rückgewinnung aus dem Extrakt.
Die Gewinnung des Ajoens aus dem Ajoen/Cyclodextrin-Komplex erfolgt somit erfindungsgemäß durch Dekomplexieren mit Gemischen aus Wasser und mindestens einem unpolaren organischen Lösungsmittel, der Trennung der organischen und der wäßrigen Phase, und der Gewinnung des Ajoens aus der organischen Phase beispielsweise mittels Trocknung.
Geeignete organische Lösungsmittel für Ajoen sind alle bekannten Lösungsmittel für Ajoen wie beispielsweise Ether oder Chlorkohlenwasserstoffe. Bevorzugt geeignet sind Diethylether und Petrolether.
Nach Abtrennen der wäßrigen Phase wird die so erhaltene organische Phase mittels bekannter Verfahren getrocknet.
Das Ajoen kann anschließend, falls erwünscht, durch bekannte Verfahren wie z.B. durch präparative HPLC weiter aufgereinigt werden.
Der Umwandlungsgrad von Allicin in Ajoen in Gegenwart von Cyclodextrinen ist abhängig sowohl von dem verwendeten Cyclodextrin als auch von den Komplexierungs- und Nachbehandlungsbedingungen. Er ist unter den genannten bevorzugten Bedingungen und insbesondere bei Behandlung des Cyclodextrin-Komplexes mit einem wasserfreien organischen Lösungsmittel, vorzugsweise einem Ether, am höchsten.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren durch Umwandlung des Allicins gebildete Ajoen kann sowohl in Komplexform als Cyclodextrin/Ajoen-Komplex als auch in reiner Form verwendet werden.
Als Einsatzgebiet für die Cyclodextrin/Ajoen-Komplexe oder das erfindungsgemäß hergestellte Ajoen kommt hauptsächlich der Pharmabereich in Frage. Dort läßt es sich als stabiles und daher standardisierbares Präparat besonders gegen Herz-Kreislauf-Beschwerden wie z.B. Arteriosklerose, Thromboseerscheinungen, hohen Blutdruck u.a. sowie auch gegen verschiedene bakterielle Infektionen und als Heilmittel bei einigen Organ- und Stoffwechselstörungen verwenden.
Als vorbeugendes Gesundheitsmittel kann es selbstverständlich auch im Lebensmittelbereich eingesetzt werden.
Fig. 1 zeigt die in Beispiel 8 beschriebenen Hemmhofaufnahmen. Es bedeutet:
1 = Allicin
Konzentration: 800 µg/ml
2 = Diallyldisulfid
Konzentration: 800 µg/ml
3 = Ajoen
Konzentration: 800 µg/ml
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Das in den Beispielen verwendete Allicin wurde nach der von Cavallito (Cavallito, C.J., Bailey, J. H., J. Am. Chem. Soc. 66, (1944), 1950 - 1951) beschriebenen Methode aus frischem Knoblauch isoliert.
Analytische Nachweise wurden in den Beispielen mittels HPLC sowie auch mittels 1H-NMR und 13C-NMR durchgeführt.
Beispiel 1
10 g α-Cyclodextrin (Wassergehalt 8,4 %) wurden als Pulver in einer Reibschale vorgelegt und portionsweise mit insgesamt 70 ml einer wäßrigen Lösung, die 0,526 g 97,3 %iges Rohallicin enthält, homogen vermischt. Die entstandene weiße Paste wurde zwei Stunden durch Weiterrühren homogenisiert, anschließend bei Raumtemperatur an der Luft getrocknet und danach zu einem feinen Pulver gemahlen. Man erhielt 10,5 g Produkt.
Dieses Zwischenprodukt wurde in 3000 ml Wasser 5 Stunden lang unter intensivem Rühren gelöst. Danach wurde die leicht trübe Lösung mit je 500 ml Diethylether dreimal extrahiert. Der vereinigte Etherextrakt wurde durch Ausfrieren entwässert (CO2/Aceton Bad) und anschließend im Rotationsverdampfer unter Vakuum, zwecks Entfernung des Ethers, eingeengt.
Der auf diese Weise erhaltene Rückstand von 0,45 g enthält, laut 1H-NMR-Analyse, 30,5 % Ajoen bezogen auf das eingesetzte Allicin (ca. 0,156 g) (10,3 %-Anteile cis-Ajoen, 20,2 %-Anteile trans-Ajoen).
Beispiel 2
10 g β-Cyclodextrin (Wassergehalt 10%) wurden mit 0,87 g 79,2 %igem Allicin homogenisiert und anschließend mit 13 ml Wasser zu einer homogenen Paste verrieben. Diese wurde bei 20° C unter Vakuum getrocknet.
Man erhielt 9,67 g Trockenprodukt (Restwassergehalt = 3%), das durch Mahlen pulverisiert, mit Ether gewaschen und getrocknet wurde.
Das Ajoen wurde aus dem Komplex gewonnen durch Lösen des so erhaltenen Produkts in 3000 ml Wasser (5 stündiges intensives Rühren) und anschließende Extraktion usw. wie in Beispiel 1 beschrieben.
Der Rückstand der gesammelten Etherextrakte betrug 0,42 g. Die Ajoen-Ausbeute betrug 49,5 % bezogen auf das eingesetzte Allicin (ca. 0,34 g). Sie bestand aus 37,1 % cis- und 12,4 % trans-Ajoen.
Beispiel 3
Es wurde wie in Beispiel 2 verfahren, jedoch mit dem Unterschied, daß das verwendete 78,8 %ige Rohallicin verdünnt mit 96 % igem Ethanol (Verhältnis 1:1) eingesetzt wurde, die Trocknung bei 30°C unter Vakuum erfolgte, das fein pulverisierte Trockenprodukt vor dem Dekomplexieren 4 h mit 100 ml Diethylether unter Rückfluß gekocht wurde, und die Dekomplexierung durch Lösen in 300 ml Wasser und 3 malige Extraktion mit je 100 ml Ether ebenfalls durch Kochen unter Rückfluß durchgeführt wurde. Der Extraktionsrückstand von 0,9 g enthielt 69,8 % Ajoen bezogen auf das eingesetzte Allicin. Er bestand aus 34,0 % cis-Ajoen und 35,8 % trans-Ajoen.
Durch Lösen in Wasser und Extraktion mit n-Heptan und Diethylether und durch präparative HPLC wurde ein 98 %iges Ajoen-Konzentrat mit gleichem cis/trans Verhältnis erhalten.
Beispiel 4
Es wurde wie in Beispiel 3 beschrieben vorgegangen, mit dem einzigen Unterschied, daß α-Cyclodextrin verwendet wurde.
Der Extraktionsrückstand von 0,8 g enthielt 37,4 % Ajoen, bestehend aus 14,2 % cis-Ajoen und 23,2 % trans-Ajoen, bezogen auf die eingesetzte Allicinmenge.
Beispiel 5
10 g β-Cyclodextrin (Wassergehalt = 10%) wurden unter N2-Spülung in 200 ml Wasser bei 50°C gelöst. Unter weiterer N2-Spülung wurde in diese Cyclodextrin-Lösung 1,41 g Allicin als 16%ige ethanolische Lösung zugetropft und 30 Minuten lang bei 50°C gerührt. Diese Mischung wurde unter Weiterrühren innerhalb von 20 Stunden auf 2 °C abgekühlt und als Ganzes gefriergetrocknet.
Es wurden 9,5 g feinkörniges Pulver erhalten, aus dem anschließend durch Dekomplexierung 1,06 g Rohprodukt mit einem Ajoengehalt von 29,2 %, bestehend aus 23,1 %-Anteilen cis-Ajoen und 6,1 %-Anteilen trans-Ajoen, bezogen auf das eingesetzte Allicin, gewonnen wurden.
Die Dekomplexierung wurde wie folgt durchgeführt: das gefriergetrocknete Pulver (9,5 g) wurde mit 600 ml Wasser, das mit HCl leicht angesäuert worden war(pH 2-3), 1,5 h unter Rückfluß gekocht. Die erhaltene Lösung wurde dreimal mit je 200 ml Ether ausgeschüttelt. Der vereinigte Etherextrakt wurde durch Ausfrieren entwässert und unter Vakuum eingeengt.
Beispiel 6
Es wurde bis zum Gefriertrocknen wie in Beispiel 5 beschrieben vorgegangen.
Das gefriergetrocknete Pulver wurde dreimal je 30 min mit je 150 ml Diethylether geschüttelt und anschließend im Vakuumtrockenschrank getrocknet.
Die so erhaltenen 9,5 g feinkörniges Pulver wurden wie in Beispiel 5 beschrieben extrahiert. Man erhielt 1,06 g Rohprodukt mit einem Ajoengehalt von 85 % bezogen auf das eingesetzte Allicin.
Beispiel 7
10 g γ-Cyclodextrin wurden in 43 ml Wasser bei 40°C unter Rühren gelöst. Nach Abkühlen auf 10°C wurden in diese Cyclodextrinlösung 100 ml einer 1%igen wäßrigen Allicinlösung getropft. Nach 19 Stunden unter Weiterrühren wurde der ausgefallene Niederschlag abgefiltert und getrocknet. Man erhielt 7,2 g Trockenpulver. Dieses wurde dreimal je 30 min. mit je 150 ml Diethylether geschüttelt und im Trockenschrank nachgetrocknet.
Anschließend wurde das Ajoen aus diesem Trockenpulver wie in Beispiel 1 beschrieben durch Dekomplexieren extrahiert. Im erhaltenen Extraktionsrückstand von 0,9 g wurden 0,457 g Ajoen bestimmt. Dies entspricht einer Ajoen-Ausbeute von 45,7 %.
Beispiel 8
Getestet wurde die Hemmwirkung von gemäß Beispiel 3 hergestelltem Ajoen sowie von Allicin und Diallyldisulfid auf das Wachstum von Testbakterien (Bacillus subtilis) auf einem hiermit infizierten Nährboden (LB-Medium).
Dazu wurden auf eine sterile Petrischale von 10 cm Durchmesser zuerst 20 ml einer Nährbodenlösung (L.B. -Medium) ausgegossen. Nach Erstarren der ca. 1 cm dicken Schicht wurde darüber eine ca. 1 mm dicke Bakterien-Kultur (Bacillus subtilis) geschichtet (Lösung a + b) und darauf ein mit 40 µl der zu untersuchenden Substanz lösung getränktes Filterplättchen (ca. 10 mm Durchmesser) mit einer sterilen Pinzette gelegt. Man ließ die Lösung ca. 2 Stunden auf die Bakterienschicht im Kühlschrank (5°C) einwirken und bebrütete anschließend ca. 16 Stunden bei 28°C. Der um die Filterplättchen gebildete Hemmhof wurde ausgemessen (Durchmesser oder Breite) und photographiert. Er stellt ein Kriterium für die antibakterielle Wirksamkeit der getesteten Substanz dar.
Lösung a = Nährlösung (LB-flüssig)
10 g Trypton
5 g Hefeextrakt
5 g NaCl wurden mit Wasser auf aufgefüllt und sterilisiert
1 l
Lösung b = LB-Weichagar
5 g Trypton
2,5 g Hefeextrakt
2,5 g NaCl
3,0 g Agar wurden mit Wasser auf aufgefüllt und sterilisiert
1 l
Die Filterpapierplättchen wurden ebenso 20 Min. bei 120° C sterilisiert.
Herstellung der Bacillus-subtilis-Kultur
1 ml Bacillus-subtilis-Anzucht-Lösung wird in einen Erlenmeyer-Kolben mit 10 ml Nährlösung (Lsg. a) pipettiert und die Kultur über Nacht bei 37°C und 260 UPM im Wasserbadrüttler angezüchtet.
0,1 ml dieser Bacillus-subtilis-Lösung werden zu 10 ml des durch schwache Erwärmung flüssig gemachten Weichagar (Lsg. b) gegeben, durch kurzes Schwenken vermischt und auf den Nährboden in der Schale geschichtet. Diese Menge reicht für 1 Petrischale.
Die in Fig. 1 dargestellten Hemmhofaufnahmen zeigen, daß bei Wirkstoff-Konzentrationen von 800 µg/ml mit Ajoen gleich gute antibakterielle Hemmwirkungen erreicht werden wie mit Allicin, während bei der Verwendung von Diallyldisulfid, der Hauptkomponente des "Knoblauchöls", überhaupt keine Wirkung erzielt wird.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Gewinnung von Ajoen, dadurch gekennzeichnet, daß Allicin ggf. in Wasser und/oder einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel gelöst, mit α-Cyclodextrin, β-Cyclodextrin, γ-Cyclodextrin oder einer beliebigen Mischung dieser Cyclodextrine zusammengegeben und zu einer wasserhaltigen Zusammensetzung verarbeitet wird, diese Zusammensetzung getrocknet wird und das entstandene Ajoen durch Dekomplexieren und Extraktion aus der getrockneten Zusammensetzung erhalten wird.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getrocknete Zusammensetzung vor dem Dekomplexieren mit einem wasserfreien organischen Lösungsmittel behandelt wird.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserfreies organisches Lösungsmittel Ether eingesetzt wird.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Ether Diethylether eingesetzt wird.
  5. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Allicin in Form einer etwa 1% igen wäβrigen Lösung eingesetzt wird.
  6. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Cyclodextrin β-Cyclodextrin und/oder γ-Cyclodextrin eingesetzt wird.
  7. Komplexe von α-, β- oder γ-cyclodextrin mit Ajoen.
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